在Cisco IOS XE SDWAN路由器上配置DHCP服务器并对其进行故障排除

简介

本文档介绍如何在Cisco SD-WAN IOS® XE路由器上配置DHCP服务器并对其进行故障排除。

先决条件

要求

Cisco 建议您了解以下主题：

• 思科软件定义的广域网(SD-WAN)
• Cisco SD-WAN IOS XE命令行界面(CLI)
• 数据包分析器
• 基本DHCP

使用的组件

本文档基于以下软件和硬件版本：

• 路由器c8000v 17.9.4
• vManage 20.9.4

本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您的网络处于活动状态，请确保您了解所有命令的潜在影响。

背景信息

本节介绍动态主机配置协议(DHCP)用于向客户端分配有效IP地址的基本概念和过程。

邮件	描述
DHCP 发现	当新设备加入网络或需要更新其IP地址租用时，它会发送DHCP发现消息。此消息通常在本地网段上广播，以便发现可用的DHCP服务器。
DHCP 提供	网络上的DHCP服务器接收DHCP Discover消息并使用DHCP Offer响应。在此产品中，他们向请求设备建议可用的IP地址和其他网络配置设置。
DHCP 请求	请求设备选择所提供的IP地址之一，并向所选DHCP服务器发送DHCP请求消息。此消息确认设备对所提供的IP地址和配置设置的请求。
DHCP 确认	获取DHCP请求消息的DHCP服务器使用DHCP确认(ACK)进行响应。此ACK确认请求并确认设备可以使用提供的IP地址和相关网络配置。
IP 地址分配	当存在DHCP ACK时，设备使用提供的IP地址和其他配置参数配置其网络接口。它现在拥有有效的IP地址，并且可以在网络上通信。
租用期限	DHCP服务器为IP地址分配租用持续时间。此租用指定设备可以使用IP地址的时间。如果设备要保留相同的IP地址，则必须在租期到期之前续订租期。
租约续期	设备会定期启动租用续订，并会向最初分配IP地址的DHCP服务器发送DHCP请求。如果服务器批准续约，它将发送DHCP ACK，并延长设备的租期。
默认租用时间	是设备在必须更新其分配的IP地址或请求延长其IP地址分配之前，允许其使用其分配的IP地址的默认时间量，此值为86400秒。
租赁到期	如果设备不续租或断开与网络的连接，DHCP服务器最终会收回租用的IP地址。这样，该地址可供其他设备使用。

总之，DHCP执行客户端设备广播请求的过程。DHCP服务器使用提议响应，设备选择提议，DHCP服务器确认请求。IP地址分配就是这样。租用期限可确保IP地址得到有效管理，并在不再使用时收回它们。

配置

最常见的一个使用案例是，路由器充当网关，以便使用DIA功能为分支机构的用户提供互联网服务，然后需要从给定的特定网段获取IP地址。

网络图

配置

本指南认为路由器已经在Cisco vManage with Control Connections上形成了板载配置，并且已经配置了带服务VPN的设备模板。本文档的范围包括添加DHCP配置以提供动态IP分配。

通过vManage模板在Cisco IOS XE SD-WAN路由器上配置DHCP服务器

步骤1:在vManage上，导航至 Configuration > Templates.

第二步：导航至 Feature Templates > Add Template 并选择正确的型号；C8000v用于此示例。

第三步：在其他模板中，选择 Cisco DHCP Server.

第四步：添加名称和说明。

第五步：配置DHCP服务器参数（如此处列出的参数）并保存更改。

• Address Pool：可分配地址池。
• Exclude Addresses：您不想分配的地址。
• 租用时间（秒）：此IP地址可以租用的时间量。
• 默认网关：DHCP客户端视为默认网关的IP地址。

第六步：导航至 Device Templates,编辑现有设备模板或创建新模板并导航至 Service VPN 选项.

步骤 7.导航至 Add VPN，单击 Create VPN Template，并添加VPN服务值。

步骤 8添加 Cisco VPN Interface Ethernet，从下拉列表中选择 Create Template, 添加基本值（如此处列出的值），然后保存更改。

• Shutdown：将其置于no中以打开接口。
• Interface Name：选择要作为DHCP客户端的默认网关的接口。
• Description：该接口的说明。
• 动态/静态IPv4地址：选择接口的IP地址。
• IPv4 Address/prefix-length：选择IP地址和前缀长度。

步骤 9选择Sub-Templates 和Cisco DHCP Server；从下拉列表中选择先前创建的模板，然后单击Add。

步骤 10创建模板或保存更改，然后从Device Templates中选择正确的Device Template并选择Attach Devices。

步骤 11选择正确的设备，然后单击Attach。

步骤 12添加请求的信息，然后点击下一步。

步骤 13单击设备和Config diff。

步骤 14验证配置。

步骤 15单击Configure Devices，等待任务完成。

通过CLI在Cisco IOS XE SD-WAN路由器上配置DHCP服务器

步骤1:导航到配置模式。

cEdge#config-transaction 

admin connected from 127.0.0.1 using console on Router 
cEdge(config)#

第二步：配置DHCP池，分配此处列出的值并保存更改。

• Name：为DHCP池命名。
• VRF：添加服务VRF。
• 网络：使用要分配的地址配置网络。
• Default-Router：定义DHCP客户端的默认网关。
• DNS-Server：指定DNS服务器。

cEdge(config)# ip dhcp pool CISCO 
cEdge(dhcp-config)# vrf 40 
cEdge(dhcp-config)# network 10.4.5.0 255.255.255.0 
cEdge(dhcp-config)# default-router 10.4.5.1 
cEdge(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8 
cEdge(dhcp-config)# commit

第三步：在接口上配置DHCP客户端的默认网关IP地址并保存更改。

cEdge(config)# interface GigabitEthernet2 
cEdge(config-if)# ip address 10.4.5.1 255.255.255.0 
cEdge(config-if)# no shut 
cEdge(config-if)# commit 

验证

使用 show ip dhcp pool   命令。

cEdge#show ip dhcp pool CISCO 

Pool CISCO : 
Utilization mark (high/low) : 100 / 0 
Subnet size (first/next) : 0 / 0 
Total addresses : 254 
Leased addresses : 77 
Excluded addresses : 86 
Pending event : none 
1 subnet is currently in the pool : 
Current index IP address range Leased/Excluded/Total 
10.4.5.1 10.4.5.1 - 10.4.5.254 77 / 86 / 254 
cEdge#

验证所有已分配地址 show ip dhcp binding   命令。

cEdge#show ip dhcp binding 
Bindings from all pools not associated with VRF: 
IP address Client-ID/ Lease expiration Type State Interface 
Hardware address/ 
User name 
--- Output omitted ---

10.4.5.5 c08f.2073.8a83 Oct 3 2023 06:39 PM Automatic Active GigabitEthernet1

--- Output omitted --- 

使用Packet Tracer检验所有统计信息，如接收和发送的消息计数器、过期的租用地址等 show ip dhcp server statistics.

cEdge#show ip dhcp server statistics 
Memory usage 60892 
Address pools 1 
Database agents 0 
Automatic bindings 78 
Manual bindings 0 
Expired bindings 0 
Malformed messages 0 
Secure arp entries 0 
Renew messages 0 
Workspace timeouts 0 
Static routes 0 
Relay bindings 0 
Relay bindings active 0
Relay bindings terminated 0 
Relay bindings selecting 0 


Message Received 
BOOTREQUEST 0 
DHCPDISCOVER 120 
DHCPREQUEST 78 
DHCPDECLINE 0 
DHCPRELEASE 0 
DHCPINFORM 0 
DHCPVENDOR 0 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 0
DHCPACK 0 
DHCPNAK 0 

Message Sent 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 78 
DHCPACK 78 
DHCPNAK 0 

Message Forwarded
BOOTREQUEST 0
DHCPDISCOVER 0
DHCPREQUEST 0
DHCPDECLINE 0
DHCPRELEASE 0 
DHCPINFORM 0 
DHCPVENDOR 0 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 0 
DHCPACK 0 
DHCPNAK 0 

DHCP-DPM Statistics 
Offer notifications sent 0 
Offer callbacks received 0 
Classname requests sent 0 
Classname callbacks received 0 

cEdge# 

验证是否可能与冲突 show ip dhcp conflicts.

cEdge#show ip dhcp conflict 
IP address Detection method Detection time VRF 
10.4.5.3 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.5 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.4 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.6 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.8 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.7 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.9 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.13 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.14 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.16 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.15 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.17 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.18 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.19 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.21 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.22 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.23 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.24 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.25 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.26 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.31 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.32 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.36 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.35 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.40 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.39 Ping Oct 03 2023 06:39 PM

使用验证DHCP配置 show running-config | section dhcp.

cEdge#show running-config | section dhcp 
no ip dhcp use class 
ip dhcp pool CISCO 
network 10.4.5.0 255.255.255.0 
default-router 10.4.5.1 
dns-server 8.8.8.8 
lease 100 
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 dhcp 20 
cEdge

使用CLI验证充当DHCP客户端默认网关的接口的状态 show interfaces GigabitEthernet1  命令。

cEdge#show interfaces GigabitEthernet1 
GigabitEthernet1 is up, line protocol is up 
Hardware is vNIC, address is 0050.56b3.6fbb (bia 0050.56b3.6fbb) 
Internet address is 10.4.5.1/24
MTU 1500 bytes, BW 1000000 Kbit/sec, DLY 10 usec, 
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 
Encapsulation ARPA, loopback not set 
Keepalive set (10 sec) 
Full Duplex, 1000Mbps, link type is auto, media type is Virtual 
output flow-control is unsupported, input flow-control is unsupported 
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 
Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never 
Last clearing of "show interface" counters never 
Input queue: 0/375/51623/140000 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 1322 
Queueing strategy: fifo 
Output queue: 0/40 (size/max) 
5 minute input rate 1628000 bits/sec, 855 packets/sec 
5 minute output rate 21000 bits/sec, 13 packets/sec 
2868354905 packets input, 657207872035 bytes, 0 no buffer 
Received 0 broadcasts (0 IP multicasts) 
0 runts, 0 giants, 0 throttles 
588 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 
0 watchdog, 0 multicast, 0 pause input 
66586780 packets output, 23880813581 bytes, 0 underruns 
Output 0 broadcasts (0 IP multicasts) 
0 output errors, 0 collisions, 4 interface resets 
1102044 unknown protocol drops 
0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 
0 lost carrier, 0 no carrier, 0 pause output 
0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out 
cEdge# 

故障排除

您可以在此处找到在DHCP服务器和DHCP客户端之间交换消息才能完成IP地址分配：

*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPDISCOVER received from client c08f.2073.8a83 on interface 
GigabitEthernet1.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Option 125 not present in the msg. 
*Oct 3 20:35:48.042: Option 82 not present 
*Oct 3 20:35:48.042: Option 82 not present 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Option 125 not present in the msg. 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Sending notification of DISCOVER: 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: htype 1 chaddr c08f.2073.8a83
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: remote id 020a0000ac0c025f01000000 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: interface = GigabitEthernet1
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Sending DHCPOFFER to client c08f.2073.8a83 (10.4.5.5).DHCPD: 
Setting only requested parameters
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: classname not set in msg
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Selecting relay q from pool
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPREQUEST received from client c08f.2073.8a83.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPREQUEST received on interface GigabitEthernet1.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Found previous binding
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Allocated binding 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Adding binding to radix tree (10.4.5.5)
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Adding binding to hash tree 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD:dhcpd_binding_add_to_mac_hash: index- 461 add binding 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: 7F6C1C366788 inserting in mac hash next to 7F6C1C368FC8
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: assigned IP address 10.4.5.5 to client c08f.2073.8a83.
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: Saving workspace (ID=0xB200004F)
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: New packet workspace 0x7F6C9CBE0FB8 (ID=0xAE000050)
*Oct 3 20:35:50.043: DHCPD: Reprocessing saved workspace (ID=0xB200004F)
*Oct 3 20:35:50.054: DHCPD: Sending DHCPACK to client c08f.2073.8a83 (10.4.5.5).DHCPD: Setting 
only requested parameters

以下是可在路由器上激活的调试，以排除DHCP问题：

调试	描述
调试ip dhcp服务器事件	此命令显示DHCP服务器相关事件，例如DHCP客户端请求、IP地址分配和其他重要的服务器活动。查看DHCP事件的摘要非常有用。
Debug ip dhcp server packet	此命令显示有关进入和离开服务器的DHCP数据包的详细信息。您可以查看DHCP请求、提供、请求和确认以调试通信问题。
Debug ip dhcp conflict	如果您的网络存在IP地址冲突问题，可以使用此命令调试和显示有关DHCP冲突的信息。
Debug ip dhcp binding	此命令显示有关DHCP服务器分配的IP地址的信息，包括分配的IP地址、客户端的MAC地址和租用持续时间。
调试ip dhcp服务器统计信息	此命令显示与DHCP服务器操作相关的统计信息，例如收到的DHCP请求数、IP地址租用和租用时间等。
Undebug all	要停止所有调试命令，您可以使用 undebug all 命令禁用所有正在进行的调试。

使用嵌入式数据包捕获(EPC)和vManage捕获工具捕获DHCP流量

cEdge#monitor capture DHCP interface GigabitEthernet 1 both match any buffer circular limit pps 2000 
Interface GigabitEthernet1 direction BOTH is already attached to the capture 
Packets per second limit is already set, replace?[confirm] 
cEdge#monitor capture DHCP start 
Started capture point : DHCP 
cEdge# 

--- Wait some time to let DHCP negotiation proceed ---

cEdge#monitor capture DHCP stop 
Stopped capture point : DHCP 
cEdge# 

然后，您可以使用以下命令导出捕获：

cEdge#monitor capture DHCP export bootflash:DHCP.pcap 
Exported Successfully 
cEdge#

要清除捕获，请发出以下命令：

cEdge#monitor capture DHCP clear 
Captured data is deleted [clear]?[confirm] 
cleared buffer : DHCP 
cEdge# 

然后，使用WireShark，验证您看到这些数据包参与协商：

打开数据包时必须看到以下信息：

发现数据包

• 必须验证的最重要信息是源MAC地址；该地址必须与DHCP客户端的MAC匹配。
• 目的地是 ff:ff:ff:ff:ff:ff 因为它是广播地址；DHCP客户端发送此消息以发现DHCP服务器。
• 源IP地址设置为 0.0.0.0.
• 用于此协商的端口是UDP 67和68。
• 您可以看到数据包包含的选项；这与数据包上的DHCP服务器所请求的信息有关。

提供数据包

• 现在您可以看到源地址不同，因为DHCP服务器已使用IP地址 10.4.5.1.
• 目的IP地址称为 10.4.5.5 因为此地址是池中的一个可用地址。

请求数据包

在请求数据包中，源地址显示为 0.0.0.0 现在， 10.4.5.5 地址是新请求。

ACK 数据包

• 源地址设置为 10.4.5.1.
• 目标地址设置为 10.4.5.5 因为现在这是DCHP客户端的新IP地址。

可以在vManage GUI上执行以下步骤进行数据包捕获：

步骤1:导航至 Monitor > Devices.

第二步：单击DHCP服务器设备。

第三步：在“安全监控”上，单击 Troubleshooting.

第四步：在流量上，点击 Packet Capture.

第五步：设置捕获的参数，然后单击start。

第六步：等待捕获完成并下载。

将其导出并在数据包分析器（例如WireShark）上验证数据包。

相关信息

• DHCP服务器在运行Cisco SD-WAN IOS XE SD-WAN with DIA的路由器上不起作用
• 思科技术支持和下载